Sistema Aquaviario e Portos

8/20/2019 Sistema Aquaviario e Portos

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6- Sistema aquaviário e portos

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6.1- Introdução ao sistema aquaviário

• Comércio internacional -> Globalização da economia -> sãomenos aptos aqueles com custos internos elevados;

• Transporte aquaviário (incl. o hidroviário interior)-> menorescustos e gastos energéticos -> fator de indução de

desenvolvimento;• Portos -> movimentação de quase todo o comércio exterior;

• Brasil:• 8.500 km de costa (17 estados federativos): portos marítimos,

estuarinos e lagunares;• 20.000 km de rede fluvial em condições de navegação (Uma das

maiores redes do mundo), chega até 50.000 km!

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6.1.1- Definições

• Porto: Qualquer lugar onde seja possível realizar o transbordode mercadorias ou passageiros, entre o tráfego aquático eterrestre;

• Hinterland : Área de influência física e econômica de um porto.(pode ser feita uma associação ao conceito de baciahidrográfica);

• Carga geral: Volumes acondicionados em sacos, fardos, caixas,engradados, amarrados, tambores, etc., ou ainda volumes semembalagens, como veículos, maquinários industriais ou blocos de

pedra. Sub-classificação: cargas especiais, contêineres e granéis;• Carga unitizada: Facilitação do manuseio por guindastes,

lingagem, pallet e contêiner (a partir de 1950)

• Transhipment: Transbordo de mercadorias para umadestinação que não é o destino final ainda.

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6.1.1- Definição legal de portos

• Portos definição pela Lei 8630/1993 e Lei 12815/2013:

Porto organizado: bem público construído e aparelhado paraatender a necessidades de navegação, de movimentação depassageiros ou de movimentação e armazenagem de

mercadorias, e cujo tráfego e operações portuárias estejamsob jurisdição de autoridade portuária;

Instalação portuária: instalação localizada dentro ou fora daárea do porto organizado (...);

Terminal de uso privado: instalação portuária exploradamediante autorização e localizada fora da área do portoorganizado;

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6.1.2- Requisitos para o porto•

Facilidade de acesso terrestre;• Atendimento ao navio de projeto do porto;

• Instalações de acostagem;

• Facilidade para movimentação de carga;

•

Local abrigado para o navio;• Áreas de estocagem.

• Porto de Sepetiba x Porto de SantosCalado = 18 m Calado = 12 m

Grande disponibilidade de área O transporte para o porto de Santos até a cidade

de São Paulo é difícil (Pela Serra do Mar íngreme)

• Porto do Rio de Janeiro:A cidade estrangulou o entorno do porto (Ponte Rio-Niterói, Perimetral,Rodoviária etc) dificultando a atividade portuária naquela área.

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Hub port x Portos distribuídos


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6.1.3- Classificação dos portos

• Portos: Naturais x Artificiais;

• Localização:• Exteriores (Costa)

• Interiores (Estuarino ou Lagunar)

• Ao largo (offshore – com ou sem abrigo)

• Fluviais

• Utilização: • Carga geral

• Terminais especializadas

• Arranjo geral das obras portuárias:

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Localização Exemplos

Encravados na costa ou estuarinos S. Fco. Do Sul, RJ, Natal

Salientes a costa c/ molhes Forno (RJ), Ponta do Ubu (ES)

Ao largo c/ quebramar Pecém (CE)


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6.2- Atividade portuária - histórico

Fase 1: Tradicional (até 1950)• Carga geral abundante + mercadorias empacotadas a granel

Fase 2: Cargas a granel iniciando (depois de 1950)• Carga geral + granéis secos

Fase 3: Advento da unitização (após 1958)• Carga unitizada + granéis secos crescentes + carga geral

decrescendo

Fase 4: Terminais de final múltiplo (1960/1980)

• Granéis secos em crescimento e diversificaçãoFase 5: Terminais especializados (1965)

• Carga geral ± 5 % da carga seca.

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6.2.1- Atividade portuária no Brasil

• Matriz de transporte brasileira -> essencialmente rodoviária;

• Modos aquaviário e ferroviário têm sido prejudicados por uma sériede circunstâncias alheias aos transportes em si, tornando-osineficientes;

•

Custo da mão-de-obra portuária regulada por legislação inadequadae ultrapassada. Só a partir de 1993 começou a ser alterada paraatender as modificações estruturais por que passou o país nasúltimas décadas;

• Atualmente, em 2013, um novo marco legal foi estabelecido pelo

governo (Lei 12.815/2013), alterando a questão da mão-de-obraportuária;

• Ex: Reconhece as atividades de capatazia, estiva, conferência econserto de carga, vigilância de embarcações e bloco comocategorias profissionais diferenciadas (avulsos ou CLT).

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6.2.2- Matriz de transportes modais

Matriz de transporte de

cargas no Brasil

Fonte: AET/GEIPOT

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6.2.2- Custo energético dos modais

• Questão do frete nas análises logísticas de transporte no custofinal dos produtos;

• Considerando a interconexão modal, o transporte aquaviário éo mais econômico e o mais eficiente energeticamente;

• Comparação:

Fonte: Alfredini e outras fontes.

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Modal Gasto energético Índice

Aquaviário 0,6 MJ por t.km 1

Ferroviário 0,6 a 1,0 por t.km 3

Rodoviário

(Caminhões pesados)

0,96 a 2,22 por t.km 6 a 9

Aeroviário - 15


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P r o f . R a f a e l M a l h e i r o F e r r e i r a6.2.3- Portos brasileiros

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Belém

Itaqui

Luiz Correa

Pecem

Fortaleza

Areia Branca

Natal

Cabedelo

Recife

Suape

Aracaju

Salvador,

Aratu,Ilhéus,

Barra do

Riacho

Vitória

Arraial do Cabo,

Macaé, Niterói,

Rio de Janeiro,Sepetiba, Angra

São Sebastião

Santos

Paranaguá

Itajaí, S. Fco

do Sul

Porto Alegre

Rio Grande


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6.2.3- Movimentação em portos brasileiros

Porto UF Estadosatendidos Movimentação em2005 (milhões US$)

1 Santos SP 26 65.380,03

2 Vitória ES 22 17.087,30

3 Paranaguá PR 23 16.553,17

4 Rio Grande RS 21 13.265,23

5 Rio de Janeiro RJ 22 12.183,12

6 Itajaí SC 22 7.884,11

7 São Sebastião SP 7 7.059,61

8 São Luís MA 10 6.799,67

9 Aratu BA 8 5.586,75

10 São Francisco do Sul SC 23 5.534,28

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Fonte: Adaptado de IPEA 2007


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6.2.4- Principais hidrovias brasileiras

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• Rios Madeira (RO) – Amazonas (AM)

• Rios Araguaia (PA/MT-TO/GO) – Tocantins (MA-TO)

• Rio Parnaíba (MA-PI)

• Rio São Francisco (MG/BA)

• Rio Paraguai (MT/MS) – Paraná (MS/SP)

• Rio Tietê – Paraná (SP).


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6.3- Tipos de portos e terminais de carga

6.3.1- Classificação dos portos

Tipos Profundidade(m)

Equipamentos Características principais

Carga geral 10 a 12 Guindastes e empilhadeiras Armazéns e pátios

Militares 8 a 11 Equipamentos de reparo, diques

seco

Amplas saídas marítimas

Pesca 6 a 9 Frigoríficos e fábrica de gelo Ampla extensão de

acostagem

de minérios 20 a 24 Correias transportadoras/

empilhadeiras/ recuperadoras/

carregadeiras/ viradoras

Amplas áreas de

acostagem/ Acostagem

contínua ou descontínua

de petróleo 25 a 27 Instalações de bombeamento/

oleodutos

Acostagem descontínua

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6.3.2- Características dos navios

B: BocaL: Comprimento

d: Calado

P: Pontal (P = d + bl)

bl: borda livre

• Marcas de calado =>condições de carregamento

• Marcas de borda livre =>

Disco de Plimsoll • Calado máximo: Medido com

a embarcação a plena carga(Entidade classificadora)

Entidades classificadoras:• Lloyd’s,

• American Bureau (EUA)

• Bureau Veritas (BV-França)

• Det Norske Veritas (DNV- Noruega)203


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Disco de Plimsoll

• Leitura do calado (aesquerda)

• Sociedadeclassificadora: SB GL

Germanische Lloyd• Variação do calado:FT: Tropical Fresh Water

F: Fresh Water

T: Tropical

S: Verão (Summer)

W: Inverno (Spring)

WNA: Inverno no AtlânticoNorte

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6.3.2- Características dos navios•

Definições relativas ao peso:• Deslocamento: Peso do volume de água deslocada pela embarcação;

• Deslocamento leve (DL): Sem combustível, carga e lastro;

• Deslocamento carregado ou a plena carga ou máximo (DM): Com amáxima carga permitida a bordo;

•

Porte bruto (PB): É a capacidade do navio PB = DM – DL• Porte líquido: É a parcela de porte comercialmente utilizada.

• Unidade de medida do porte:• Toneladas de porte bruto – TPB (Dead-weight ton – TDW)

• Definição relativa ao volume:• Arqueação: É o volume interno do navio 1 ton arq = 2,83m³ = 100 pés

cúbicos

• Tonelagem bruta: É a capacidade cúbica dos espaços debaixo do convés

• Tonelagem bruta de registro (TBR): Consta no certificado de arqueação

• Tonelagem líquida e TLR: Descontado os espaços isentos.

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6.3.3- Tipos de navios

1. Carga gerala. Convencional

b. Roll-on/Roll-off

c. Porta-contêiners

d. Porta-barcaças

2. Navios graneleirosa. Graneleiros de grãos

b. Mineraleiros

c. Petroleirosd. Mistos O/O, OBO, OSO

Navio carga geral

Navio porta contêiner

Navio roll-on/roll-off

Navio petroleiroNavio graneleiro 206


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6.3.3- Tipos de navios e portePorte bruto (TPB) Comprimento (m) Boca (m) Calado (m)

Petroleiros

350.000 a 500.000 (ULCC) 362 a 415 65,5 a 73,0 22,0 a 24,0

200.000 a 300.000 (VLCC) 310 a 350 55,0 a 63,0 18,5 a 21,0

60.000 a 175.000 217 a 300 36,0 a 52,5 13,0 a 17,7

Navios de produtos químicos

3.000 a 50.000 90 a 210 13,0 a 32,0 6,0 a 12,6

Graneleiros/OBO

100.000 a 400.000 255 a 375 39,0 a 62,5 15,3 a 24,0

10.000 a 100.000 130 a 255 18,0 a 39,0 7,5 a 15,3Porta containers (pós-PANAMAX)

55.000 a 88.669 261 a 299,9 38,3 a 42,8 12,8 a 19,5

Porta containers (PANAMAX)

10.000 a 60.000 130 a 290 21,2 a 32,2 7,3 a 13,2

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6.3.3- Amarração de navios

208Fonte: Alfredini (2006)


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6.4- Arranjo geral dos portos

• Canal de acesso -> liga as profundidades existentes em altomar às instalações internas do porto, permitindo a entradados navios nas instalações portuárias;

• Ante-porto -> É a área marítima onde os navios

• Porto: instalações de acostagem e bacia de evolução

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6.4- Arranjo geral dos portos

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Porto de Itajaí (SC)

1) Canal de acesso

2) Bacia de evolução

3) Manobra de giro (ré)4) Auxílio de rebocadores

5) Posição de saídaGuia

correntes

Molhe de

Navegantes

Guia

correntes


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6.4- Tráfego do navio no porto

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6.4.1- Canal de acesso•

Canal que liga o alto-mar com as instalações portuárias,com o objetivo de dar acesso das embarcações ao porto.

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1) Vitória (ES)

2) Itajaí (SC)

3) Paranaguá e Antonina

(PR)

(1)

(2)

(3)


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Complexo portuário Itaqui –

Ponta da Madeira (MA)


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6.4.2- Bacia de evolução•

Local instalado previamente nas proximidades do cais,dotado de dimensões e profundidades adequadas, cujafinalidade é fundear e manobrar as embarcações.

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Concepção para osuperporto de Vitória (ES)

de águas profundas


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• Squat: afundamento paralelo + deriva

• Efeito de ondas: Combinação dos 6 graus de liberdade

• Folga líquida sob a quilha (pé de piloto) = 2 pés = 0,6 m

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Nivel d’água

Relacionados

ao navio

Tolerancias

Nível da maré

Mudança da maré

Cond. MeteorológicasCalado estático

Dens. da água do mar

Squat

Efeito de onda

Folga líq. sob a quilha

Leito

Entre dragagensNa execução da

dragagem

6.4.3- Profundidades do canal


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6.4.3- Largura do canal de acesso

Afetam a manobrabilidade:

• Velocidade do navio

• Velocidade do vento

transversa

• Velocidade das correntes

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Fator manobrabilidade

Boa Moderada Ruim

1,3 B 1,5 B 1,8 B


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Largura adicional folga com a margem

Talude Veloz 0,7 B -

Moderada 0,5 B 0,5 B

Lenta 0,3 B 0,3 B

Ingreme (revestido) Veloz 1,3 B -


Lenta 0,5 B 0,5 B

Não abrig. Abrigado

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Largura de passagem entre canais de mão dupla

Talude Veloz 2,0 B -


Lenta 1,2 B 1,0 B

Ingreme (revestido) Veloz -

Moderada

Não abrig. Abrigado

Fonte: Alfredini (2006)


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6.4.3- Dimensionamento do canal de acesso ebacia de evolução

Canais de acesso:a) Largura do fundo:• trechos retilíneos B• trechos curvilíneos B, L

V = (1,5 a 2,0) B

T = 2 V + e + 2 t 30 m < e > (0,8 a 1,0) Bt = (1,0 a 1,25) B

T = (6 a 7) B ou T = (3 a 4) BS = L²/ 8R

b)Profundidade do canal:prof = d + arfagem + pé de piloto líq.+ folgas

pé de piloto bruto

Bacias de Evolução e Ante-portos:R = (2,75 a 5,0) L

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6.4.4- Obras externas ou de abrigo

• Molhes tem um extremo ligado à terra;• Quebramares sem vínculo com o litoral.

direção da onda máxima;

fatores configuração do litoral;

dimensão da área a abrigar;• Classificação:ao perfil • paramento vertical

• paramento inclinado• mistas

ao tipo construtivo • concreto• enrocamento• mistas

à forma de atuar sobre a onda • refletivas• quebra-ondas• mistas

Porto do Pecém

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6.4.5- Critérios para escolha do tipo de obra

• Técnicos : recalque diferencialp > 2H refletiva

• Econômicos: refletivas + econômicas

quebra-ondas manutenção

• Construtivos: distância de pedreiras

condições de agitação

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6.4.6- Obras internas ou de acostagem

• Cais;• Molhes de atracação;

• Trapiches;

• Pontes de atracação;

• Duques d’Alba.

Cais Mauá – Porto Alegre

Molhes de atracação – Arica (Chile)

Trapiche – Macapá

Duques d’Alba – IlhasBaleares (Espanha)221


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6.5- Trabalho prático

•

Instalação de um novo terminal exportador de soja• Pretende-se dragar o canal de acesso do porto _______________,

representado na carta náutica nº ____, de forma a permitir apassagem de dois navios graneleiros, tipo PANAMAX, secruzando no canal.

• Características principais dos navios:• Comprimento = 254,0 m

• Boca = 32,3 m

• Calado = 12,6 m

• Porte bruto = 80.000 TPB• O nível anual previsto de exportação de soja é de 14.000.000 ton

• Portos sugeridos: (1) Rio de Janeiro - RJ, (2) Santos - SP, (3)Paranaguá - PR, (4) Mucuripe - CE e (5) Vitória - ES.

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6.5- Trabalho prático

Dados adicionais:• Comprimento do canal de acesso = 3 km (Mínimo 10 seções

transversais)

• Para dimensionamento hidráulico da draga, utilizar 2 gráficosfornecidos:•

Vazão bombeada x Elevação e• Perdas distribuídas x Velocidade de escoamento

Considerar apenas a elevação e perdas distribuídas do materialdragado, ignore o trecho de sucção

• Concentração do dragado é a = 68% e b = 32%, (pb = 2,2 t/m³)

• Comprimento da área de retroporto = 1,2 km• Ângulo de repouso da soja = 30°

• Considerar valores fornecidos em aula para dimensionamentodas obras portuárias, mas também utilize seu bom senso deengenheiro(a)!

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6.5- Trabalho práticoPede-se:

1. Fazer um croqui com o arranjo das obras portuárias principais(idealizado por você) entre elas, canal de acesso, bacia de evolução, obrade acostagem e obras internas (área retroportuária);

2. Determinar o Calado Máximo Operacional (CMO) a partir da expressão:CMO = MPOC + Hmaré – Folga Abaixo da Quilha

Onde, MPOC: Máxima profundidade observada no canal

Na qual as alturas de maré (Hmaré) máxima e mínima para o portopodem ser obtidas em http://www.fundacaofemar.org.br/ > estaçõesmaregáficas e/ou http://www.mar.mil.br/dhn/chm/tabuas/

3. Dimensionar o canal de acesso e o anteporto do terminal para o navio deprojeto. Levar em consideração a situação mais desfavorável do caladomáximo operacional;

4. Fazer o planejamento de dragagem, incluindo o dimensionamento dadraga hidráulica para atender ao canal de acesso dimensionado no itemanterior;

5. Dimensionar a área de estocagem para as pilhas de grãos (cada pilhacom altura máxima de 40 metros), considerando os valor de exportaçãoanual fornecido e a largura total do retroporto.

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http://www.fundacaofemar.org.br/http://www.mar.mil.br/dhn/chm/tabuas/http://www.mar.mil.br/dhn/chm/tabuas/http://www.mar.mil.br/dhn/chm/tabuas/http://www.fundacaofemar.org.br/

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